JPH04283774A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像担持体に静電潜像を形
成し、これを現像して可視像を形成する画像形成装置に
関する。

【０００２】［先行技術と問題点］静電潜像を現像する
現像器の現像剤担持体には、像担持体への現像剤の付着
を促進し、かつカブリを防止する為に現像バイアス電圧
が印加される。そして例えば、現像剤担持体に振動バイ
アス電圧を印加して静電潜像を現像する方法が、特公昭
５８−３２３７５号公報、同５８−３２３７７号公報に
記載されている。

【０００３】この方法では、現像部に形成された振動電
界によりトナーが像担持体に繰り返し付着、離脱し、像
担持体と現像剤担持体間の間隔の増大等による振動電界
の減衰に伴い、最終的に静電潜像の所要領域にトナーが
付着残存して潜像の可視化、即ち現像が行われる。

【０００４】上記現像方法では、振動バイアス電圧の一
周期は、トナーを現像剤担持体から像担持体に転移させ
る第１の位相と、像担持体に付着したトナーを離脱させ
て現像剤担持体に逆転移させる第２の位相とから成って
いる。そして静電潜像非画像部のカブリを防止する為に
、静電潜像非画像部と第１位相でのバイアス電圧ピーク
値との電位差を、静電潜像非画像部と第２位相でのバイ
アス電圧ピーク値との電位差よりも小さくしている。

【０００５】このように上記方法では、トナーを転移さ
せる電界強度が相対的に弱い反面、トナーを逆転移させ
る電界強度が相対的に強い。従って、細線画像の再現性
や静電潜像の低電位領域の再現性の更なる改善が望まれ
、振動バイアス電圧のデューティ比を０．５未満とする
現像方法が提案された。

【０００６】この方法では、静電潜像画像部電位と非画
像部電位とがそれらの間に位置する第１と第２のピーク
値を持った振動バイアス電圧であって、静電潜像非画像
部電位側の第１ピーク値Ｖ１と静電潜像非画像部電位と
の差が、静電潜像画像部電位側の第２ピーク値Ｖ２と静
電潜像非画像部電位との差以上であり、かつデューティ
比が０．５未満である振動バイアス電圧を現像剤担持体
に印加することにより、前記像品質の改善を達成した。

【０００７】尚、本明細書でデューティ比というのは次
のように定義される。即ち、振動バイアス電圧を時間ｔ
の関数Ｖ（ｔ）、振動バイアス電圧の潜像非画像部電位
側ピーク値をＶ１、潜像画像部電位側ピーク値をＶ２，
ＶＳをＶ１とＶ２の間の値、振動バイアス電圧の１周期
（ｔ１＋ｔ２）で、時刻０から時刻ｔ１までの間（Ｖ（
ｔ）−ＶＳ）が（Ｖ１−ＶＳ）と同符号、時刻ｔ１から
時刻（ｔ１＋ｔ２）までの間（Ｖ（ｔ）−ＶＳ）が（Ｖ
２−ＶＳ）と同符号、時刻０から時刻ｔ１までの｜Ｖ（
ｔ）−ＶＳ｜の時間積分値と時刻ｔ１から時刻（ｔ１＋
ｔ２）までの｜Ｖ（ｔ）−ＶＳ｜の時間積分値が等しい
とする。而して、斯かるるｔ１，ｔ２を用いてデューテ
ィ比はｔ１／（ｔ１＋ｔ２）によって定義される。

【０００８】また、静電潜像画像部というのは現像剤が
最も多く付着すべき領域、静電潜像非画像部（背景部）
というのは本来現像剤が付着すべきでないか、或は付着
しても最小量の付着に留められるべき領域の事を言う。 従って、例えば正規現像を行うものにあっては、静電潜
像画像部というのは、絶対値で見て最大電位部のことを
言い、静電潜像非画像部というのは絶対値で見て潜像の
最小電位部の事を言う。従って、像担持体が電子写真感
光体である場合、光が露光されなかった領域、所謂、暗
部電位領域が画像部であり、画像光の内、最も強度の大
なる光で露光された領域、所謂明部電位領域が非画像部
である。一方、反転現像の場合は、明部電位領域が画像
部、暗部電位領域が非画像部である。

【０００９】いずれにせよ、前記提案技術に於いては、
像担持体と現像剤担持体間の現像剤に形成される振動電
界の付勢位相の時間は相対的に短いが、強度は相対的に
強いので静電潜像画像部には十分な現像剤が供給され、
一方振動電界の逆付勢位相での強度は相対的に弱いが時
間が相対的に長いのでカブリが十分抑制された現像画像
を得ることができる。

【００１０】尚、本明細書で付勢位相というのは、潜像
の電位に対して、現像剤担持体の電位（バイアス電圧）
が、トナーに現像剤担持体から像担持体に向かう方向の
力を与える関係にあるときの位相の事を言い、逆付勢位
相というのは、潜像の電位に対して、現像剤担持体の電
位（バイアス電圧）が、トナーに像担持体から現像剤担
持体に向かう方向の力を与える関係にある時の位相の事
を言う。

【００１１】而して、前記提案技術に於いてはデューテ
ィ比が０．５未満であり、従って現像バイアス電界の付
勢位相の時間長が逆付勢位相の時間長よりも短いことが
原因で、該条件で現像プロセスを繰り返し行うと徐々に
画像濃度が低下したり、さらには画質すらも劣悪になっ
てしまうという現象が発生した。

【００１２】即ち、現像剤担持体表面上にコートされた
トナーの持つ電荷には分布があり、比電荷（１個のトナ
ー粒子の持つ電荷量／該トナー粒子の質量）が大きいト
ナー粒子と小さいトナー粒子とが現像剤担持体上に混在
している。

【００１３】同じ電界の中では比電荷が大きい粒子ほど
動きが速いことは周知であり、同様に振動現像バイアス
電圧によって発生する現像電界の中でのトナー粒子のふ
るまいについても、この法則が成り立つ。一方、付勢方
向の現像電界が発生する時間の割合が短い系（デューテ
ィ比が０．５未満）において、現像後に像担持体表面に
付着しているトナー粒子の比電荷を測定したところ、比
較的比電荷の大きなトナー粒子が選択的に現像されてい
ることが判明した。これは前述の法則に従って、比電荷
の小さいトナー粒子は動きが遅いので、デューティ比が
０．５未満の短い時間では現像剤担持体から像担持体表
面に到達できないからである。

【００１４】つまり、デューティ比が０．５未満の現像
バイアス電圧を使用した場合、比電荷が小さく、現像性
の悪いトナー粒子は現像剤担持体上に残留して、しかも
この現像プロセスを繰り返すことで、現像剤担持体上に
存在する現像性の悪いトナー粒子の割合は徐々に増加し
ていくことになる。これが前述の繰り返し現像プロセス
を実行すると発生する画像濃度や画質の低下の原因とな
っていたことが判明した。

【００１５】［発明の課題］本発明の課題は、現像剤担
持体にデューティ比が０．５未満の振動バイアス電圧を
印加して静電潜像を現像する画像形成装置で、現像剤担
持体に低比電荷現像剤が蓄積して行くのを防止すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つでは、静電
潜像非現像時にデューティ比、及びピーク間電圧が現像
時のそれよりも大である振動バイアス電圧を現像剤担持
体に印加する。

【００１７】本発明の他のものでは、静電潜像非現像時
に、デューティ比が現像時のそれよりも大であり、周波
数が現像時のそれよりも小である振動バイアス電圧を現
像剤担持体に印加する。

【００１８】いずれにせよ、静電潜像非現像時には現像
時よりも比電荷量の低い現像剤を像担持体に付着させ易
い振動バイアス電圧を現像剤担持体に印加して、現像剤
担持体から除去するのである。

【００１９】

【実施例】煩雑を避ける為、以下の実施例は潜像が正極
性であり、トナーは負極性に帯電していて潜像を正規現
像する場合について述べる。

【００２０】図１は本発明の一実施例の説明図で、１は
矢印方向に回転する円筒ドラム状電子写真感光体であり
、以下の例では電気的に接地された金属ドラムに電子写
真感光層として例えば非晶質シリコン層を形成した感光
体を使用できる。

【００２１】ドラム１の周囲には帯電器３、画像露光装
置４、現像装置２、転写装置５、クリーニング装置７が
配置されている。転写後ドラム１表面に残留したトナー
はクリーニング装置７で除去され、かくして実質的にト
ナーの残留していない清浄表面に復したドラム１は帯電
器３で実質的に均一に正極性に帯電される。次いでドラ
ム１は露光装置４によって画像光が露光されて静電潜像
が形成される。この静電潜像は画像部電位（暗部電位Ｖ
Ｄ）が例えば４００Ｖであり、非画像部電位（明部電位
ＶＬ）が例えば５０Ｖである。この静電潜像は後述の現
像装置により現像され、かくして得られたトナー像は転
写装置５によって紙等の転写材に転写される。

【００２２】現像装置２は、所謂キャリア粒子を含まな
い絶縁性の一成分磁性現像剤（以下トナー乃至磁性トナ
ーという）Ｔを収容した容器２１と、この容器２１に支
持たれて矢印方向にドラム１の周速と同じか又はそれよ
りも速い周速で回転するステンレス鋼、アルミニウム等
の非磁性体の円筒状現像剤担持スリーブ２２と、このス
リーブ２２の内側に固定配置された磁石２３と、容器２
１内のトナーＴを攪拌する攪拌部材２７と、スリーブ２
２が現像部Ａに搬送するトナー層Ｔ１の層厚を規制する
層厚規制ブレード２４を有している。

【００２３】ブレード２４はスリーブ２２を介して磁石
２３の磁極Ｎ１に対向する磁性体であって、磁性トナー
層Ｔ１の厚みが、現像部Ａに於いて、スリーブ２２とド
ラム１の最小間隙α（例えば２５０μｍ）よりも薄くな
るように、トナー層厚を規制する。即ち、所謂非接触現
像が行われる。ゴムブレード、金属板バネブレード等の
弾性体ブレードをスリーブ２２に圧接させてトナー層Ｔ
１の厚みを如上の厚みに規制しても良い。

【００２４】トナーはスリーブ２２とドラム１の最小間
隙部及びその両側の微小区間を含む現像部Ａに於いて、
スリーブ２２から飛翔してドラム１に付着する。即ち、
付勢位相時の電界により、トナーはスリーブ２２からド
ラム１に向う方向の力を受け、逆付勢位相時の電界によ
りトナーはドラム１からスリーブ２２に向う方向の力を
受け、振動運動する。ここで、トナーが受ける前記２つ
の方向の力は、画像部と非画像部とでは夫々相違し、そ
してドラム１とスリーブ２２との間隙が拡大して行き、
これにより両者間の電界強度が弱まって行くことにより
現像が完了する。即ち、ドラム１上には静電潜像の電位
に応じた量のトナーが残存し、トナー像が形成される。

【００２５】磁石２３はスリーブ２２からドラム１にト
ナーが供給される現像部Ａに磁界を形成し、トナー飛散
やカブリを低減するのに寄与する現像磁極Ｓ１や、容器
２１内のトナーＴをスリーブ２２表面上に吸引する搬送
磁極Ｎ２、Ｓ２を有している。

【００２６】トナーは主としてスリーブ２２との間の摩
擦により、潜像を現像できるに足る負極性の摩擦電荷を
得る。

【００２７】２５ａ，２５ｂは振動バイアス電源である
。電源２５ａはデューティ比が０．５未満である第１振
動電圧を発生し、電源２５ｂはデューティ比及びピーク
間電圧が第１振動電圧よりも大であり、好ましくはデュ
ーティ比が０．５以上である第２振動電圧を発生する。 尚、ピーク間電圧とは、付勢位相時のピーク電圧と逆付
勢位相時のピーク電圧の差（絶対値）の事を言う。

【００２８】電源２５ａからの第１振動電圧は静潜潜像
の現像時に、電源２５ｂからの第２振動電圧は静電潜像
の非現像時（例えば、１つの静電潜像を現像後、次に現
像されるべき静電潜像が現像部Ａに到達する前、即ち像
間時間や、コピーボタンをオンしてドラム１が回転開始
してから、最初に現像されるべき静電潜像が現像部Ａに
到達する前、即ちドラム１の前回転中の時間や、設定数
の像の最後に現像されるべき静電潜像が現像部Ａを通過
してからドラム１の回転が停止する前、即ちドラム１の
後回転中の時間のいずれか１つ、或はいずれか２つ、或
は全て）に、夫々スリーブ２２に印加される。斯かるス
リーブ２２への印加電圧の切り換えはスイッチ２６によ
って行われる。

【００２９】尚、潜像の画像部電位、非画像部電位は第
１、第２振動バイアス電圧の第１のピーク値Ｖ１と第２
のピーク値Ｖ２の間に位置する。

【００３０】図２に暗部電位ＶＤ（画像部電位）が＋４
００Ｖ、明部電位ＶＬ（非画像部電位）が＋５０Ｖであ
る静電潜像を現像して好結果を得た際の、スリーブ２２
に印加した第１振動バイアス電圧波形を示す。

【００３１】この波形例はデューティ比が０．５より小
さい０．２の矩形波であり、付勢位相でのピーク値（即
ち潜像非画像部電位側ピーク値）Ｖ１は−９００Ｖ、逆
付勢位相でのピーク値（即ち潜像画像部電位側ピーク値
）Ｖ２は＋５００Ｖである。従ってピーク間電圧は１４
００Ｖである。そして第１振動電圧１周期に於ける付勢
位相の継続時間ｔ１は１００μｓｅｃ、逆付勢位相の継
続時間ｔ２は４００μｓｅｃである。

【００３２】図２から明らかになるように、静電潜像の
画像部に関しては、付勢位相（ｔ１）での静電潜像画像
部電位とスリーブ電位間の電位差Ｖｕ１の最大値Ｖｕ１
ｍａｘ（１３００Ｖ）が逆付勢位相（ｔ２）での両者間
の電位差Ｖｒ１の最大値Ｖｒ１ｍａｘ（１００Ｖ）より
も大であり、かつ振動バイアス電圧の一周期に於ける上
記付勢位相での電位差Ｖｕ１の時間積分値Ｉｕ１（１．
３×１０５Ｖ・μｓｅｃ）が上記逆付勢位相での電位差
Ｖｒ１の時間積分値Ｉｒ１（０．４×１０５Ｖ・μｓｅ
ｃ）より大であり、静電潜像の非画像部に関しては、付
勢位相（ｔ１）での静電潜像非画像部電位とスリーブ間
の電位差Ｖｕ２の最大値Ｖｕ２ｍａｘ（９５０Ｖ）が逆
付勢位相（ｔ２）での両者間の電位差Ｖｒ２の最大値Ｖ
ｒ２ｍａｘ（４５０Ｖ）以上であり、かつ振動バイアス
電圧の一周期に於ける上記付勢位相での電位差Ｖｕ２の
時間積分値Ｉｕ２（０．９５×１０５Ｖ・μｓｅｃ）が
上記逆付勢位相での電位差Ｖｒ２の時間積分値Ｉｒ２（
１．８×１０５Ｖ・μｓｅｃ）以下となる。

【００３３】以上のようにして、静電潜像の現像時、画
像部には十分なトナーが付着して十分な濃度となり、ま
た中間調部分も低電位部を含めて良好に可視化され、細
線も良好に再現され、かつカブリを除去することができ
た。

【００３４】特に、本発明では、付勢位相での潜像非画
像部電位とスリーブ電位との電位差最大値を、逆付勢位
相での両者間の電位差最大値よりも大とした。即ち、ト
ナーはスリーブからドラムへ向う方向に付勢される。そ
の結果、静電像画像部には十分なトナーが供給され、細
線の端部にも十分なトナーが供給されるとともに、低電
位部にも所要量を越す程度のトナーが付着する。

【００３５】しかるに、このようにトナーをドラムに向
う方向に強く付勢すると、逆に非画像部に付着残留する
トナー量も増える。即ち、カブリが増加する。而して、
斯かるカブリを防止する為に、本発明では振動バイアス
電圧のデューティ比を０．５より小にして、逆付勢力の
継続時間を付勢力の継続時間よりも長くした。つまり、
相対的に弱い逆付勢力であっても、その継続時間を相対
的に長くすることにより、換言すれば、付勢位相での前
記電位差の時間積分値Ｉｕ２よりも逆付勢位相での前記
電位差の時間積分値Ｉｒ２をそれ以上とすることにより
、非画像部でのカブリトナー付着残留は十分に防止でき
るとともに、画像部（細線部も含む）、中間調部（低電
位部も含む）には、夫々に適した量のトナーを付着残存
させることができる。

【００３６】即ち、非画像部に付着したトナーは静電的
な付着力が弱いので、相対的に弱い逆付勢力であっても
相対的に長時間それを作用させることにより十分に除去
でき、一方、画像部や中間調部にはトナーはそれら部分
の表面電位に対応した静電的な付着力が作用するので、
相対的に弱い逆付勢力では、それが相対的に長時間作用
しても過剰に除去されることがないものである。

【００３７】以上のような装置において、１万枚複写を
行ったところ、初期にはベタ黒部の反射濃度１．４であ
ったものが、１万枚複写後１．０へ低下した。一方、ス
リーブ上のトナーの比電荷量は−１０μｃ／ｇから−５
μｃ／ｇへ低下していた。

【００３８】そこで、前記像間時間にスイッチ２６を切
り換えてスリーブ２２に電源２５ｂから図３に示す波形
の第２バイアス電圧を印加した。この第２バイアス電圧
の印加された状態のスリーブ２２に対向するドラム１の
表面領域は、帯電器３で帯電され、かつ除電されない状
態、即ち潜像画像部と同等の電位ＶＤ′とされている。

【００３９】図３の振動バイアス電圧は矩形波であり、
デューティ比が０．８である。そして付勢位相（ｔ１′
）の最大電圧（絶対値で）、即ち第１ピーク電位Ｖ１′
は−７００Ｖ、逆付勢位相（ｔ２′）の最大電圧（絶対
値で）、即ち第２ピーク電圧Ｖ２′は９００Ｖとなって
いる。従ってピーク間電圧は１６００Ｖである。

【００４０】いずれにせよ、第２バイアス電圧では付勢
位相の時間が第１バイアス電圧でのそれよりも長く、ピ
ーク間電圧も第１バイアス電圧のそれより大きいので、
スリーブに保持されていた低比電荷のトナーも十分ドラ
ムに到達付着する。一方、ドラムに付着したトナーの内
高比電荷のトナーは短い逆付勢位相の時間内に再びスリ
ーブに戻り得るが、動きの遅い低比電荷トナーはスリー
ブに戻り得ずドラムに付着した状態でドラム１の回転と
ともに現像部Ａを抜け出してクリーニング装置７に回収
される。このようにして現像能力の低い低比電荷のトナ
ーがスリーブから除去され、それへの蓄積が防止される
。

【００４１】又、潜像現像時に、ドラム上に現像付着し
たトナーの比電荷は−１０μｃ／ｇ、非現像時に形成し
たドラム上の黒帯のトナーの非電荷は−３μｃ／ｇであ
り、目的は達成されていた。

【００４２】即ち、像間時間でスリーブに図３のバイア
ス電圧を印加してドラムの像間領域にトナーの黒帯を形
成して、同じく１万枚の複写を行ったところ、濃度は１
．３強と濃度低下を０．１未満に抑えることができ、さ
らに１０万枚複写の後も画質は安定していた。トナーの
比電荷も大きな変動はしなくなった。

【００４３】尚、第２バイアス電圧の第１ピーク値Ｖ１
′（−７００Ｖ）は第１バイアス電圧の第１ピーク値Ｖ
１（−９００Ｖ）よりも小（絶対値で）であり（即ち、
トナーを付着させるべき電位領域（Ｖ′Ｄ）に関しての
、付勢位相（ｔ′１）での電位（Ｖ′Ｄ）とスリーブ電
位間の電位差Ｖ′ｕ１の最大値Ｖ′ｕ１ｍａｘ，（１１
００Ｖ）は、現像時に於ける前記Ｖｕ１ｍａｘ（１３０
０Ｖ）よりも小である）、また第２バイアス電圧の第２
ピーク値Ｖ２′（９００Ｖ）は第１バイアス電圧の第２
ピーク値Ｖ２（５００Ｖ）よりも大（絶対値で）となっ
ている（即ち、逆付勢位相（ｔ′２）での電位（Ｖ′Ｄ
）とスリーブ電位間の電位差Ｖ′ｒ１の最大値Ｖ′ｒ１
ｍａｘ（５００Ｖ）は、現像時に於ける前記Ｖｒ１ｍａ
ｘよりも大となっている）が、これはクリーニング装置
で除去廃棄されてしまう如上の黒帯の形成に過剰のトナ
ーを消費してしまわないように配慮したからである。

【００４４】但し、図３からも明らかになるように、第
２バイアス電位付勢位相での上記電位差Ｖ′ｕ１の一周
期内での時間積分値Ｉ′ｕ１（４．４×１０５Ｖ・μｓ
ｅｃ）は、第１バイアス電圧に関する前記積分値Ｉｕ１
（１．３×１０５Ｖ・μｍ）よりも大であるから、第２
バイアス電圧によって低比電荷トナーをドラムに十分付
着させることができる。そして、第２バイアス電圧逆付
勢位相での前記電位差Ｖ′ｒ１の一周期内での時間積分
値Ｉ′ｒ１（０．５×１０５Ｖ・μｓｅｃ）は、上記積
分値Ｉ′ｕ１よりも小であるので、ドラムに黒帯付着し
た低比電荷トナーを過剰にスリーブに逆転移させること
はない。

【００４５】以上の作動の一例のタイミングチャートを
図４に示す。図４では各手段の作動タイミングは、実際
の時点よりも各手段の作動位置から現像部までドラム１
が回転移動するのに要する時間遅らせて図示している。

【００４６】図４で時点Ｔ１にコピーボタンがオンされ
、ドラム１が回転を開始し、以降図のように各手段が作
動する。この図では連続して２枚の複写が行われている
。

【００４７】尚、図１、図４で光源（発光ダイオードア
レイ等）８の作動とは、レンズ４を介した画像露光が行
われないドラム表面領域に光源８の光を照射して帯電器
３による帯電を除電して、上記ドラム表面領域へのトナ
ー付着を防止するものである。この光源８は像間（時点
Ｔ４からＴ７まで）及びドラム１の後回転時（時点Ｔ８
からＴ１２まで）にも点灯されるが、ただし時点Ｔ５か
らＴ６まで、及び時点Ｔ９からＴ１０までの間では消灯
される。 即ち、第２バイアス電圧が印加された状態のスリーブに
対向するドラム表面領域は帯電器３による帯電を除電せ
ず、トナー付着、即ち黒帯の形成を可能とさせる。但し
、黒帯形成に要するトナーの消費量を抑制する為に、時
点Ｔ５からＴ６まで、時点Ｔ９からＴ１０までの間での
光源８の点灯は、他の時点での点灯よりも、点灯電圧を
低くすること等によって、低光量とし、ドラム１の表面
電位を潜像画像部電位よりも低いもの、即ち中間調部分
と同等の電位としてもよい。

【００４８】一方、黒帯形成を画像現像時よりも単位面
積当り、多くの現像剤で行う為に、この黒帯形成領域に
対しては帯電器３の出力を高くして、潜像画像部電位よ
りも更に高電位の領域とすることもできる。

【００４９】以上の例では、潜像非現像時にドラム１に
潜像明部よりは高電位の領域を形成して、そこに第２バ
イアス電圧によりスリーブからトナーを付着させたもの
であるが、次の例ではドラム１に潜像明部と同等の電位
領域（Ｖ′Ｌ）を形成し、潜像非現像時にスリーブ２２
に第２バイアス電圧を印加してこの領域に、潜像現像時
に消費されるトナーよりも、比電荷量の小さいものの割
合の多いトナーを付着して現像部Ａからドラム回転に伴
って外へ持ち出させることにより、廃棄されるトナー量
を抑制したものである。

【００５０】この例の第１振動バイアス電圧を図５に、
第２振動バイアス電圧を図６に示す。この場合、潜像の
画像部電位は＋６００Ｖ、非画像部電位は＋１００Ｖの
例であり、第１振動バイアス電圧のデューティ比は０．
３，第２振動バイアス電圧のデューティ比は、０．６で
ある。また、第１振動バイアスのピーク間電圧は１３０
０Ｖ、第２振動バイアス電圧のピーク間電圧は１５５０
Ｖである。

【００５１】図５の第１振動バイアス電圧に関しても、
Ｖｕ１ｍａｘ，Ｖｒ１ｍａｘ，Ｖｕ２ｍａｘ，Ｖｒ２ｍ
ａｘ，Ｉｕ１，Ｉｒ１，Ｉｕ２，Ｉｒ２については、図
２について前述したと同じ条件を満足している。

【００５２】そして、トナーを付着させるべき電位領域
（Ｖ′Ｌ）に関しての付勢位相（ｔ１′）での電位（Ｖ
′Ｌ）とスリーブ電位間の電位差Ｖ′ｕ２の最大値Ｖ′
ｕ２ｍａｘ（１０００Ｖ）は、現像時に於けるＶｕ２ｍ
ａｘ（７５０Ｖ）よりも大である。前記電位差Ｖ′ｕ２
の一周期内での時間積分値Ｉ′ｕ２（３．０×１０５Ｖ
・μｓｅｃ）は、第２バイアス電圧逆付勢位相（ｔ′２
）での電位（Ｖ′Ｌ）とスリーブ電位間の電位差Ｖ′ｒ
２の一周期内での時間積分値Ｉ′ｒ２（１．１×１０５
Ｖ・μｓｅｃ）よりも大である。

【００５３】第１バイアス電位では、Ｉｕ２がＩｒ２よ
り小であるが、第２バイアス電圧ではＩ′ｕ２がＩ′ｒ
２より大である。

【００５４】このようにして第２バイアス電圧により、
電位（Ｖ′Ｌ）の領域に低比電荷トナーが付着して現像
領域から搬出される。

【００５５】図７にこの例の各手段の作動タイミングチ
ャートを示した。図４と相違するのは光源８は時点Ｔ４
からＴ７まで、時点Ｔ８からＴ１１まで連続点灯する。 即ち、第２バイアス電圧が印加された状態でのスリーブ
２２に対向するドラム面領域も帯電器３による帯電を除
電している。尚、光源８により露光されたドラム面領域
の電位は、光源８の光量を制御して潜像非画像部電位よ
りも絶対値に於いて高くしても低くしてもよい。

【００５６】また、図３ではＶ２′が図２のＶ２より高
い（絶対値に於いて）が、Ｖ２′をＶ２と同じとなるよ
うに、或いは絶対値に於いてＶ２より若干低くなるよう
に、図３の波形をシフトしてもよい。

【００５７】同様に、図６ではＶ２′が図５のＶ２と同
じであるが、Ｖ２′を絶対値に於いてＶ２より高くなる
ように、或いはＶ２より若干低くなるように、図６の波
形をシフトしてもよい。

【００５８】ところで、画像形成を行う際の環境湿度に
よって、画像形成後にスリーブに残留する低比電荷トナ
ーの量が変化する場合は、環境湿度を検知する手段を設
け、この検知湿度に対応して第２振動バイアスのピーク
間電圧の値を変更するように制御すれば更に良い結果が
得られる。即ち、高湿環境下で、低比電荷トナーがスリ
ーブに多く残留する場合は、通常環境や低湿環境時の第
２振動バイアスのピーク間電圧よりも、ピーク間電圧を
大きくすればよい。

【００５９】前述の実施例は、第２振動バイアス電圧の
デューティ比、及びピーク間電圧を第１振動バイアス電
圧のそれらよりも夫々大としたが、次の実施例では第２
振動バイアス電圧のデューティ比は第１振動バイアス電
圧のそれより大とするが、第２振動バイアスの周波数は
第１振動バイアス電圧のそれよりも小とするものである
。

【００６０】即ち、その実施例の１つでは、第１振動バ
イアス電圧として、図２に示されるもの（周波数２ｋＨ
ｚ）を使用し、第２振動バイアス電圧として図８に示さ
れるもの（周波数１ｋＨｚ）を使用する。

【００６１】図８の電圧波形ではデューティ比が０．９
であり、周波数は１ｋＨｚである。このようにすること
によって付勢位相の時間が大幅に長くなり、低比電荷ト
ナーも十分に運動でき、ＶＤ′の領域に十分付着残留さ
せることができる。

【００６２】尚、第２バイアス電圧の第１ピーク値Ｖ１
′（−５００Ｖ）は第１バイアス電圧の第１ピーク値Ｖ
１（−９００Ｖ）よりも小（絶対値で）であり、また第
２バイアス電圧の第２ピーク値Ｖ２′（９００Ｖ）は第
１バイアス電圧の第２ピーク値Ｖ２（５００Ｖ）よりも
大（絶対値で）となっているが、これはクリーニング装
置で除去廃棄されてしまう如上の黒帯の形成に過剰の適
正比電荷トナーまでも消費してしまわないように配慮し
たからである。しかしＶ１′をＶ１と、Ｖ２′とＶ２を
同一としてもよい。この場合は前者の場合に比べ、低比
電荷トナーのドラムへの付勢力が強く、ドラムからの引
き剥し力が弱いので、低比電荷トナーのスリーブからの
除去率が更に高くなる。この傾向は、Ｖ１′をＶ１より
も絶対値で大きく、及び、又は、Ｖ２′をＶ２よりも絶
対値で小さくすることによって、更に、強くなる。

【００６３】いずれにせよ、図８のＩ′ｕ１（８．１×
１０５Ｖ・μｓｅｃ）は、図２のＩｕ１（１．３×１０
５Ｖ・μｓｅｃ）より大であり、Ｉ′ｕ１はＩ′ｒ１（
０．５×１０５Ｖ・μｓｅｃ）より大である。

【００６４】尚、この例でも作動タイミングは図４に示
すものでよい。

【００６５】次の例では、第１振動バイアス電圧として
は図５に示すもの（周波数２ｋＨｚ）が、第２振動バイ
アス電圧としては図９に示すものが使用される。

【００６６】図９の振動バイアス電圧は、デューティ比
０．８、周波数１ｋＨｚである。そしてこの図９ではＶ
′ｕ２ｍａｘ（７５０Ｖ）がＶ′ｒ２ｍａｘ（５５０Ｖ
）より大で、Ｉ′ｕ２（６．０×１０５Ｖ・μｓｅｃ）
が、Ｉ′ｒ２（１．１×１０５Ｖ・μｓｅｃ）よりも相
当大であり、低比電荷トナーは明部電位（Ｖ′Ｌ）の領
域に十分に付着残留して現像領域から搬出される。

【００６７】この例でも、図９より波形を下げてもよく
、この場合はＶ′Ｌ領域への低比電荷トナーの付着を更
に増加させるが、適正比電荷トナーの消費も増す。一方
、図９より波形を上げてもよく、この場合適正比電荷ト
ナーの消費は抑制できるが、低比電荷トナーの除去量も
低減する。

【００６８】尚、この例の作動タイミングは図８に示し
たものが採用できる。

【００６９】尚、前記の例では１つの潜像の現像が終る
たびにスリーブに第２バイアス電圧を印加して低比電荷
トナーをスリーブから除去したが、例えば１０個の潜像
の現像が終るたび等、複数回の現像動作ごとにスリーブ
に第２バイアス電圧を印加するようにしてもよい。

【００７０】また、スリーブに第２バイアス電圧を印加
する時間長（例えば時点Ｔ５からＴ６までの時間長）は
、スリーブが１回転以上する時間長が好ましいが、それ
に満たない時間長でもよい。

【００７１】また、複写枚数が増大する程、被複写原稿
の濃度が低くなる程、環境湿度が低くなる程、高比電荷
量のトナーの消費される割合が大きくなり、スリーブ上
での低比電荷量のトナーの割合が大きくなるので、これ
らの全て、或はいくつか、或は１つの因子を適宜の手段
で検出し、第２バイアス電圧のピーク間電圧や周波数や
スリーブへの印加時間長を制御したり、光源８の発光強
度を制御したりして、スリーブ上での低比電荷量のトナ
ーの存在割合が増加する傾向がある場合には、第２バイ
アス電圧によりドラムへ付着させるトナー量を増大させ
るように制御することもできる。

【００７２】尚、第１振動バイアス電圧としては、デュ
ーティ比が０．５未満の振動バイアス電圧が使用される
が、デューティ比は特に０．１以上０．４以下であるこ
とが好ましい。デューティ比が０．４より大となると細
線再現性が低下し、デューティ比が０．１より小となる
とトナーの振動電界に対する応答性が低下して階調領域
の再現性が低下する、最も好ましくはデューティ比が０
．２以上０．３以下であることである。

【００７３】また、第２振動バイアス電圧のデューティ
比は第１振動バイアス電圧のデューティ比より大であれ
ばよいが、０．５以上であることが好ましい。特に０．
６以上０．９以下であることが、低比電荷トナーの除去
割合を高くすることができて好ましい。

【００７４】また、第１、第２振動バイアス電圧の周波
数は１．５ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下で最適な画像性を示
した。

【００７５】尚、現像部に於ける像担持体と現像剤担持
体との最小間隙は５０μｍ以上、５００μｍ以下が好ま
しい。

【００７６】また、本発明は負極性の静電潜像（例えば
有機光導電体に形成された潜像）を正極性に帯電したト
ナーで現像そのものに対しても適用できる。

【００７７】更に、本発明は静電潜像の明部電位領域に
潜像と同極性に帯電したトナーを付着可視化する、所謂
反転現像式の画像形成装置にも適用できる。

【００７８】更に、本発明は非磁性一成分現像剤、或は
キャリア粒子とトナーを混合した二成分現像剤を使用す
る装置にも適用できる。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、デューティ比が０．５
未満の現像バイアス電圧を利用する装置に於いて、現像
剤担持体上での低比電荷トナーの蓄積を防止して、長期
にわたり良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図。

【図２】第１振動バイアス電圧の一例の説明図。

【図３】第２振動バイアス電圧の一例の説明図。

【図４】作動タイミングの一例の説明図。

【図５】第１振動バイアス電圧の他の例の説明図。

【図６】第２振動バイアス電圧の他の例の説明図。

【図７】作動タイミングの他の例の説明図。

【図８】第２振動バイアス電圧の他の例の説明図。

【図９】第２振動バイアス電圧の更に他の例の説明図。

【符号の説明】

２２　　スリーブ ２５ａ　　第１振動バイアス電源 ２５ｂ　　第２振動バイアス電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体と、この像担持体に静電潜像
   を形成する潜像形成手段と、この潜像を現像する現像手
   段であって、像担持体に対向して設けられ、現像剤を担
   持搬送して像担持体に供給する現像剤担持体を有する現
   像手段と、を備えた画像形成装置に於いて、静電潜像現
   像時は現像剤担持体にデューティ比が０．５未満の第１
   の振動バイアス電圧を印加し、静電潜像非現像時にデュ
   ーティ比及びピーク間電圧が第１の振動バイアス電圧よ
   りも大である第２の振動バイアス電圧を現像剤担持体に
   印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　像担持体と、この像担持体に静電潜像
   を形成する潜像形成手段と、この潜像を現像する現像手
   段であって、像担持体に対向して設けられ、現像剤を担
   持搬送して像担持体に供給する現像剤担持体を有する現
   像手段と、を備えた画像形成装置に於いて、静電潜像現
   像時は現像剤担持体にデューティ比が０．５未満の第１
   の振動バイアス電圧を印加し、静電潜像非現像時にデュ
   ーティ比が第１の振動バイアス電圧よりも大であり、周
   波数が第１の振動バイアス電圧よりも小である第２の振
   動バイアス電圧を現像剤担持体に印加することを特徴と
   する画像形成装置。